Z47 BADANIA WŁAŚCIWOŚCI ELEKTROFIZJOLOGICZNYCH BŁON KOMÓRKOWYCH

Podobne dokumenty
Elektrofizjologia neuronu

Transport przez błony

Potencjał spoczynkowy i czynnościowy

Budowa i zróżnicowanie neuronów - elektrofizjologia neuronu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Właściwości błony komórkowej

Temat: Komórka jako podstawowa jednostka strukturalna i funkcjonalna organizmu utrwalenie wiadomości.

Transportowane cząsteczki CO O, 2, NO, H O, etanol, mocznik... Zgodnie z gradientem: stężenia elektrochemicznym gradient stężeń

n liczba moli elektronów E siła elektromotoryczna ogniwa F = en A stała Faradaya C/mol

KOMÓRKA 2 KOMÓRKA 1. Budowa komórki zwierzęcej i roślinnej

Właściwości błony komórkowej

Wprowadzenie do pulsujących sieci neuronowych

CEL ĆWICZENIA: Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zastosowaniem diod i wzmacniacza operacyjnego

Kanały jonowe i pompy błonowe

CORAZ BLIŻEJ ISTOTY ŻYCIA WERSJA A. imię i nazwisko :. klasa :.. ilość punktów :.

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Wstęp do sieci neuronowych, wykład 15, Neuron Hodgkina-Huxleya

Właściwości błony komórkowej

SKRYPT DO ĆWICZEŃ Z BIOFIZYKI. dla studentów biologii i biotechnologii UMCS w Lublinie. Wydawnictwo Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej

Ćwiczenie 1: Wyznaczanie warunków odporności, korozji i pasywności metali

Kierunek i poziom studiów: chemia poziom pierwszy Sylabus modułu: Podstawy Chemii B 0310-CH-S1-010

Wzmacniacze różnicowe

ANALOGOWY MODEL TRANSMISJI SYNAPTYCZNEJ

Fizjologia człowieka

Droga impulsu nerwowego w organizmie człowieka

Zestaw ćwiczeń laboratoryjnych z Biofizyki dla kierunku Fizjoterapia

KARTA KURSU (realizowanego w module specjalności) Biologia z ochroną i kształtowaniem środowiska

KARTA KURSU TOKSYKOLOGIA KOMÓRKOWA. Kod Punktacja ECTS* 2. Poznanie sposobów oceny toksycznego działania czynników egzogennych na poziomie komórkowym.

Fizjologia nauka o czynności żywego organizmu

Zestaw ćwiczeń laboratoryjnych z Biofizyki dla kierunku elektroradiologia w roku akademickim 2017/2018.

Czujniki. Czujniki służą do przetwarzania interesującej nas wielkości fizycznej na wielkość elektryczną łatwą do pomiaru. Najczęściej spotykane są

WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK ELEKTRYCZNYCH ŹRÓDEŁ ŚWIATŁA

Funkcje błon biologicznych

Tematy- Biologia zakres rozszerzony, klasa 2TA,2TŻ-1, 2TŻ-2

biologiczne mechanizmy zachowania seminarium + laboratorium M.Eng. Michal Adam Michalowski

Laboratorium 5. Wpływ temperatury na aktywność enzymów. Inaktywacja termiczna

c stężenie molowe, V średnia prędkość molekuł

Uniwersytet Wirtualny VU2012

Praktyczne aspekty modelowania układu nerwowego

Sporządzanie roztworów buforowych i badanie ich właściwości

KARTA KURSU. Kod Punktacja ECTS* 2

ROLA WAPNIA W FIZJOLOGII KOMÓRKI

Ćw. III. Dioda Zenera

Potencjometryczna metoda oznaczania chlorków w wodach i ściekach z zastosowaniem elektrody jonoselektywnej

KOMPUTEROWE SYSTEMY POMIAROWE

Właściwości błony komórkowej

Ćwiczenie: "Rezonans w obwodach elektrycznych"

KARTA PRZEDMIOTU CYTOFIZJOLOGIA/SYLABUS

G C C A T C A T C C T T A C C

Zestaw ćwiczeń laboratoryjnych z Biofizyki dla kierunku Elektroradiologia w roku akademickim 2016/2017.

KARTA PRZEDMIOTU. Egzamin / zaliczenie na ocenę* WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI

POMIARY CIEPLNE KARTY ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH V. 2011

Określ, która krzywa ilustruje proces zachodzący w komórkach umieszczonych w roztworze hipertonicznym. Odpowiedź uzasadnij, podając jeden argument.

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

Błona komórkowa grubość od 50 do 100 A. Istnieje pewna różnica potencjałów, po obu stronach błony, czyli na błonie panuje pewne

Ćwiczenie 2 Mostek pojemnościowy Ćwiczenie wraz z instrukcją i konspektem opracowali P.Wisniowski, M.Dąbek

BIOLOGIA klasa 1 LO Wymagania edukacyjne w zakresie podstawowym od 2019 roku

Uczeń: omawia cechy organizmów wyjaśnia cele, przedmiot i metody badań naukowych w biologii omawia istotę kilku współczesnych odkryć.

Błona komórkowa grubość od 50 do 100 A. Istnieje pewna różnica potencjałów, po obu stronach błony, czyli na błonie panuje pewne

LABORATORIUM BIOMECHANIKI

KARTA KURSU. Metody biologii molekularnej w ochronie środowiska. Molecular biological methods in environmental protection. Kod Punktacja ECTS* 2

Model Poissona-Nernsta-Plancka w predykcji struktury kanałów białkowych

Elektrotechnika I stopień (I stopień / II stopień) Ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny) stacjonarne (stacjonarne / niestacjonarne)

BIOLOGIA KOMÓRKI. Mikroskopia fluorescencyjna -2 Przyżyciowe barwienia organelli wewnątrzkomórkowych

BUDOWA I FUNKCJONOWANIE KOMÓRKI

Lekcja 1. Temat: Organizacja i bezpieczeństwo pracy w pracowni elektronicznej.

Elektrotechnika I stopień (I stopień / II stopień) Ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny) kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES)

UNIWERSYTET W BIAŁYMSTOKU WYDZIAŁ BIOLOGICZNO CHEMICZNY. Joanna Kotyńska

(zwane również sensorami)

Imię i nazwisko (e mail) Grupa:

Metody Badań Składu Chemicznego

Podstawy elektrochemii

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

KOMPUTEROWE SYSTEMY POMIAROWE

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Zadanie 2. (1 pkt) Uzupełnij tabelę, wpisując wzory sumaryczne tlenków w odpowiednie kolumny. CrO CO 2 Fe 2 O 3 BaO SO 3 NO Cu 2 O

Ćwiczenie ELE. Jacek Grela, Łukasz Marciniak 3 grudnia Rys.1 Schemat wzmacniacza ładunkowego.

A6: Wzmacniacze operacyjne w układach nieliniowych (diody)

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

Właściwości błony komórkowej

Załamanie światła, Pryzmat

TRANZYSTOR UNIPOLARNY MOS

Praca kontrolna z biologii LO dla dorosłych semestr III

Informacje ogólne. Wydział PUM. Specjalność - jednolite magisterskie * I stopnia X II stopnia. Poziom studiów

SPIS TREŚCI CZĘŚĆ LITERATUROWA OBJAŚNIENIE STOSOWANYCH W PRACY SKRÓTÓW... 6 OBJAŚNIENIE STOSOWANYCH W PRACY OZNACZEŃ... 8.

Wyznaczanie parametrów równania Tafela w katodowym wydzielaniu metali na elektrodzie platynowej

KARTA KURSU. Modelowanie komputerowe w anatomii i fizjologii człowieka

Chemia ogólna i nieorganiczna. SYLABUS A. Informacje ogólne Opis

SYLABUS DOTYCZY CYKLU KSZTAŁCENIA Wykł. Ćw. Konw. Lab. Sem. ZP Prakt. GN Liczba pkt ECTS

KARTA KURSU MODELOWANIE KOMPUTEROWE W ANATOMII I FIZJOLOGII. Computational modeling in human anatomy and physiology. Kod Punktacja ECTS* 4

I nforma cje ogólne. I stopnia X II stopnia. - zaliczenie

MECHANIZMY RUCHÓW KOMÓRKOWYCH - DZIAŁANIE ANESTETYKÓW NA KOMÓRKI

Procesy stochastyczne w kardiologii od elektrofizjologii do zmienności rytmu serca cz. 1. Monika Petelczyc Wydział Fizyki Politechnika Warszawska

Tkanka nerwowa. Komórki: komórki nerwowe (neurony) sygnalizacja komórki neurogleju (glejowe) ochrona, wspomaganie

Eukariota - błony wewnątrzkomórkowe. Błony wewnętrzne stanowiące granice poszczególnych. przedziałów komórki i otaczające organelle komórkowe

KARTA KURSU. Kod Punktacja ECTS* 3. Poznanie sposobów i typów hodowli komórek i tkanek zwierzęcych oraz metodyki pracy w warunkach sterylnych.

Pomiary napięć i prądów zmiennych

Analiza zderzeń dwóch ciał sprężystych

E-E-A-1008-s5 Komputerowa Symulacja Układów Nazwa modułu. Dynamicznych. Elektrotechnika I stopień Ogólno akademicki. Przedmiot kierunkowy

Transkrypt:

Z47 BADANIA WŁAŚCIWOŚCI ELEKTROFIZJOLOGICZNYCH BŁON KOMÓRKOWYCH I. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawową wiedzą na temat pomiarów elektrofizjologicznych żywych komórek metodą Patch Clamp. Podczas wykonywania ćwiczenia studenci poznają mechanizmy jonowe zachodzące w komórce oraz zaobserwują niektóre z nich przy pomocy prostych pomiarów techniką Patch Clamp. Podczas przeprowadzania eksperymentu uczestnicy ćwiczenia powinni zidentyfikować występujące w komórce typy kanałów jonowych oraz zaobserwować wpływ specyficznych blokerów na ich aktywność II. Informacje potrzebne do wykonania ćwiczenia 1. Budowa komórki roślinnej i zwierzęcej 2. Skład i funkcjonowanie błony komórkowej 3. Funkcje i rodzaje kanałów jonowych 4. Podstawy pomiarów techniką Patch Clamp 5. Istotne parametry przy pomiarach elektrofizjologicznych

III. Aparatura pomiarowa 1 3 6 5 2 4 1. WZMACNIACZ PRZETWORNIK AC/DC 2. JEDNOSTKA GŁÓWNA PORT-A-PATCH 3. POMPKA PODCIŚNIENIA 4. ZESTAW DO PERFUZJI 5. KLATKA FARADAYA 6. ELEKTRODA ODNIESIENIA (GND)

IV. Wykonanie pomiarów 1. Zapoznanie się z wszystkimi elementami zestawu pomiarowego 2. Uruchomienie oprogramowania na komputerze 3. Zapoznanie się z funkcjonalością poszczególnych wskaźników i okien funkcyjnych dostępnych z poziomu komputera 4. Przeprowadzenie próbnego pomiaru na sucho opanowanie trybów pracy i dostępnych funkcji aparatury 5. Pomiar z użyciem żywych komórek - wyznaczenie krzywej IV dla badanych komórek - pomiary od hiperpolaryzacji do depolaryzacji błony (szeroki zakres pomiarów w trybie Current Clamp) - wykorzystanie zestawu do automatycznej perfuzji (aplikacja specyficznego blokera)

V. Opracowanie wyników Sprawozdanie po wykonaniu ćwiczenia powinno zawierać: 1. Opis aparatury wraz z schematem 2. Informacje na temat metody Patch Clamp takie jak: - opis metody - schematy pomiarowe - możliwe konfiguracje pomiaru - informacje na temat kanałów jonowych - zebrane krzywe IV wraz z interpretacją - wyniki ze wszystkich pozostałych etapów pomiarów wraz z komentarzem Student w sprawozdaniu, na podstawie wskazówek prowadzącego oraz dostarczonych przez niego materiałów oraz poleconej literatury, powinien zidentyfikować typu kanałów jonowych jakie jego zdaniem występują w komórkach. Swoje wnioski powinien potwierdzić analizując dane z pomiaru przed i po podaniu specyficznego blokera kanałów. VI. Zalecana literatura 1. Podstawy Biologii Komórki Bruce Alberts, Dennis Bray, PWN 2009 2. Krótkie wykłady Neurobiologia Alan Longstaff, PWN 2006 3. Wykłady i materiały udostępnione przez prowadzącego 4. Publikacje dostępne w internecie związane z tematyką: - kanały jonowe (ion channels*) - Patch Clamp - badania elektrofizjologiczne (electrophysiology*) - biologia komórki (cell biology*) * w nawiasach podano terminy będące przydatne przy wyszukiwaniu anglojęzychnych publikacji przy pomocy specjalistycznch wyszukiwarek np. pubmed

VII. Materiały dydaktyczne 1. Podstawowe różnice między komórką zwierzęcą a roślinną Składnik komórki Komórka zwierzęca Komórka roślinna ściana komórkowa - + błona komórkowa + + cytoplazma + + jądro komórkowe + + mitochondria + + wodniczki dużo małych jedna lub kilka dużych plastydy - + organelle ruchu + -(wyj. gamety, glony) siateczka śródplazmatyczna + + 2. Błona komórkowa podstawowe informacje - konsystencja półpłynna - zbudowana z białek i dwóch warstw fosfolipidów - struktura półprzepuszczalna - pełni istotne funkcje dla każdej żywej komórki

3. Białka błonowe - związane ze strukturą błony komórkowej -mogą występować w roli: - receptorów - enzymów - białek wiążących - transporterów -rozróżniamy 3 podstawowe typy białek błonowych 4. Kanały jonowe - ze względu na drogę aktywacji wyróżniamy: - napięciowożalezne - aktywowane ligandem - aktywowane naprężeniem mechanicznym - kanały jonowe pełnią wiele istotnych roli w podstawowych procesach fizjologicznych organizmów żywych 5. Technika Patch Clamp - umozliwia obserwacje aktywność pojedynczych kanałów jonowych - zapewnia wysoką rozdzielczość czasową oraz czułość pomiarów - pomiarów można dokonywać w 4 podstawowych konfiguracjach - whole cell - cell attached - inside out - outside out

i (pa) Pracownia Metod fizycznych Biologii, Z47 6. Parametry i równania istotne przy pomiarach elektrofizjologicznych - równanie Nernsta -pozwala wyznaczyć potencjał błonowy -wartość potencjału Nernsta odpowiada wartości tzw potencjału odwrócenia R - stała gazowa T - temperatura [K] Z s - ładunek jonu S F - stała Faradaya E s - potencjał błonowy dla jonu S E S = RT Z S F ln [S 2] [S 1 ] S 1 - stężenie jonu S po stronie wewnętrznej błony S 2 - stężenie jonu S po stronie zewnętrznej błony - potencjał odwrócenia -wartość potencjału powyżej którego kierunek prądu przepływającego przez kanał ulega zmianie 20 Potencjał odwrócenia 10 g = ~90 ps V (mv) -200-100 100 200-10 -20-30 - potencjał równowagi - potencjał spoczynkowy - potencjał progowy - potencjał czynnosciowy - równanie Goldmana-Hodgkina-Katza E = RT F ln P K[K + ] z P K [K + + P Na[Na + ] z ] w P Na [Na + + P Cl[Cl ] w ] w P Cl [Cl ] z R - stała gazowa, T - temperatura [K], F - stała Faradaya P x - względna przepuszczalność dla jonu x [X] z/w - stężenie jonu X po zewnętrznej i wewnętrznej stronie błony

7. Błona komórkowa jako układ elektryczny - prosty układ RC - składowa pojemnościowa pochodzi od dwuwarstwy lipidowej - składowa przewodnosciowa (G=1/R) wynika z obecności kanałów jonowych